Enkelvoudige monofasige belasting
aansluiten op een driefasige generator
Generator
Root server » TechTalk » Electriciteit » Generatoren » Aansluiten » Monofasige belasting
Vanaf een vermogen van ongeveer 10kW zal men geen monofasige generatoren meer vinden. Hoe kan men echter een zware monofasige belasting op een driefasige generator aansluiten?
-

-

We willen één zware monofasige belasting aansluiten op onze (driefasige) generator. We kunnen de drie wikkelingen niet parallel aansluiten vanwege het faseverschil (er zou een kortsluitstroom lopen), maar er zijn wel andere mogelijkheden.
  1. Eén enkele wikkeling gebruiken (minst goede oplossing)
  2. Dog leg de beste oplossing die een evenwichtige belasting geeft
  3. Double delta een bruikbare oplossing als de generator 6 wikkelingen heeft


Aansluiting van een zware monofasige belasting op een driefasige generator, twee mogelijkheden.

De benaming "zigzag" is niet 100% juist, men zou deze benaming enkel bij transformatoren moeten gebruiken.
Zie onderaan deze pagina voor meer uitleg.

We beginnen opnieuw met onze standaard generator:

1. Eén fase van de alternator gebruiken
Indien men slechts één wikkeling van de generator gebruikt zal de generator asymmetrisch belast worden (100-0-0%). De generator kan trillen of onregelmatig gaan draaien. Het vermogen dat afgenomen mag worden bedraagt in theorie maximaal 33% (maximale stroom in een wikkeling). De generator kan vroegtijdig sneuvelen door de onregelmatige belasting (asymmetrische mechanische belasting). In de praktijk mag de geneator veel minder belast worden (dit hangt af van de constructie van de alternator zelf). Een richtwaarde voor grote generatoren is 20%.

Twee fasen gebruiken

Twee fasen in serie gebruiken is nauwelijks verschillend van één enkele fase gebruiken. De belasting is nu 50-50-0%. Het is beter, maar niet optimaal en deze oplossing wordt ook normaal niet gebruikt. Mechanisch is de generator nog altijd teveel asymmetrisch belast.


2. Dog leg of open leg


Normale driehoek en dog leg/open leg.
Let op de omkering van één fase!


De aansluitmogelijkheid "dog leg open delta" wordt specifiek gebruikt als men een monofasige spanning nodig heeft en men de alternator evenwichtig wilt belasten 33-33-33%. Het vermogen dat de alternator kan leveren is ongeveer 35% en hangt af van de maximale belasting (stroom) door een wikkeling. De aandrijfmotor wordt gelijkmatig belast en draait soepel.

Opgelet, het betreft hier geen opgengemaakte gewone driekhoekschakeling, maar een driehoekschakeling waarvan één wikkeling omgekeerd aangesloten is (anders zou je geen spanning bekomen op de uitgang). Indien je wel spanning hebt over de drie wikkelingen, maar geen totale spanning over de wikkelingen in serie, dan moet je één wikkeling ompolen.

Deze aansluiting wordt ook soms "zigzag connection" genoemd, maar men gebruikt beter deze benamong voor de echte zig-zag verbinding, die enkel gebruikt wordt bij transformatoren (zie lager op de pagina). Deze aansluiting heet "dog leg" of "open delta".

Omschakeling driefasig - monofasig
Vanaf een alternator in driehoek geschakeld


Vanaf een alternator in ster geschakeld



Simultane driefasige en monofasige uitgangen
met een dubbele delta aansluiting, enkel
mogelijk met een alternator met 6 wikkelingen

Omschakeling driefasig - monofasig
Het kan soms nodig zijn om een generator om te schakelen van driefasig naar (evenwichtig) monofasig en omgekeerd, naargelang de belasting. Daarvoor is enkel een dubbelpolige omschakelaar nodig. We gaan uit van een normale driefasige alternator die we omschakelen naar dog leg en omgekeerd.

De schakelaar moet voorzien zijn voor de maximale stroom in de wikkelingen en de schakelaar heeft best een (niet gebruikte) middenpositie waarbij alle contacten open zijn om kortsluitingen te vermijden als de schakelaar bediend zou worden terwijl de generatoor werkt.

De positie van de schakelaar aangegeven in cyan is de positie bij een driefasige werking, de magenta positie is de positie bij een monofasige werking.

Driefasige uitgang Monofasige uitgang
(mouse over)

De omschakeling wordt aangegeven voor een genarator die in driehoeg geschakeld is (normale schakeling als men een monofasige uitgang nodig heeft), maar ook in ster (omdat men dan een nulgeleider heeft). De nulgeleider (neutre) is niet beschikbaar in monophasé.

Het is niet mogelijk de generator terzelfdertijd te gebruiken voor een monofasige en driefasige belasting. In het bijzonder moet de driefasige belasting losgekoppeld worden als de generator monofasig werkt, want dan is er geen volledige driefasige uitgang. Het is aangeraden een omschakeleer te gebruiken met meer contacten, zodat de driefasie uitgang RST uitgeschakeld wordt.


3. Double delta
De dubbele delta schakeling heeft twee onhafhankelijke driefasige en twee onhafhankelijke monofasige uitgangen die simultaan gebruikt kunnen worden (maar niet parallel geschakeld mogen worden). Deze schakeling wordt bij ons bijna nooit gebruikt, maar wordt veelvuldig in de Verenigde Staten toegepast omdat men twee monofasige uitgangen in tegenfase heeft (split phase). De split phase wordt nog veelvuldig gebruikt in de VS.

De monofasige uitgang levert doorgaans 115V tussen fase en neutre en 230V tussen de twee fasen, dit komt niet overeen met de driefasige spanning. De driefasige uitgang is 230V zonder nulgeleider en komt ook niet overeen met onze huidige driefasige spanning (400/230V). 230V driefasig zonder neutre wordt soms nog verdeeld op plaatsen waar de electriciteitsvoorziening niet gemoderniseerd is geweest.

De generatoren met 6 wikkelingen worden voorzien voor internationaal gebruik waar men zowel 115V als 230V kan leveren. Het zijn vaak generatoren die zwaarder uitgevoerd worden dan de generatoren met 3 wikkelingen. De alternator wordt normaal niet geleverd in double delta configuratie maar kan gemakkelijk omgeschakeld worden.

De belasting op de stroomgroep is niet zo evenwichtig als de belasting met dog leg en men heeft een alternator met dubbele wikkelingen nodig, maar de schakeling heeft verschillende uitgangen die simultaan gebruikt kunnen worden.

Als men de aansluitmogelijkheden rangschikt naar de gelijkmatigheid van de belasting bekomt men volgende lijst:

  • één wikkeling belasten (100-0-0%),
  • twee wikkelingen in serie (50-50-0%),
  • double delta (50-25-25%) en uiteindelijk
  • dog leg drie wikkelingen in serie met een ompoling (33-33-33%)

Gebruik van transformatoren

Bij het aansluiten van een enkele zware monofasige gebruiker op het electriciteitsnet gebruikt men de open delta ansluiting. Een perfekte stroomverdeling is minder belangrijk bij de electriciteitsverdeling waar er veel gebruikers zijn, zodat de belasting uitgemiddeld wordt over de fasen.

De laatste cabine van de electriciteitsdistributie gebruikt vaak een speciale transformator met een zig-zag secundaire wikkeling om de belasting beter te verdelen over de drie fasen.

Publicités - Reklame

-